高频电子线路课件

2
2 p12 p2 y fe 2 g
2
g ie2 g ie1
3.3.2 功率增益
讨论：
i)如果设LC调谐回路自身元件无损耗，且输出回路传输匹配。
gp 0 即： 2 2 p g p 2 g ie2 1 oe1
gp
p gie2
2 2
+ v31
则可得最大功率增益为：
2 p12 p2 yfe 2 2 2
2 2 2
2 p12 g oe p2 g ie g p P 1 1 k1 2 2 p12 g oe p2 2 2 g ie p g p2 g ie g p g p P 1 1 oe p2 g p2 g g 1 oe 2 ie p 1 1 2 2 g p 0 L QL 1 2 1 2 Q0 p g p g g L 1 oe 2 ie p 0 2
3.3 单调谐回路谐振放大器
3.3.1
3.3.2 3.3.3 3.3.4
电压增益
功率增益 通频带与选择性 级间耦合网络
3.3 单调谐回路谐振放大器
几十μ V～几mV
fofs fo
混频
中频放大
fi
检波
F
低频放大
F
本地振荡
通常需要多级放大器来提供足够高的增益和足够好的选 择性，从而为下一级（例如混频和检波）提供性能良好的有 用信号。
yoe g oe1 jCoe1 y g jC ie2 ie2 L
3.3.1 电压增益
+
p1yfevbe
v31
-
其中： 2 2 g g p g p p 1 oe1 2 g ie 2 2 2 C C p C p 1 oe1 2 Cie2
Po GP0 (谐振时）； Pi Po：输出端负载g ie2上获得的功率 Pi：放大器的输入功率
p1yfevbe
+
v31
-
gie2是下一级晶体管的输入 电导。 Pi Vi 2 gie1 gie1是本级晶体管的输入电 导。
Po Vo2 gie2；
故：GPo
Po Vo g ie 2 Pi Vi g ie1
3 2 L 1 5 4
Tr2
4 yL 5
Tr1
yL
Rb2
Cb
Re
Ce
3.3 单调谐回路谐振放大器
2) 画出交流小信号等效电路，
输入回路 Tr1 晶体管 T C Tr2
输出回路
3 L 2 1
5 4
负载和回路之间采用了 变压器耦合，接入系数
yL
v54 N1 p1 v31 N
+ +
yoe yrevce yfevbe -
3.3.1 电压增益
gp
p gie2
2 2
+ v31
为了获得最大的功率增 益，如何来选择 p1和p2？
p1 yfevbe
p12 goe1
-
2 匹配时：p2 g ie p12 g oe g p，g p 为LC回路本身的损耗，
与p12 g oe 相比很小，可忽略。
g g g p gie p g oe ，可得：p1 ，p2 2 2 g oe 2 gie
2f 0.7
由上式可见，晶体管选定以后（即yfe值已经确定），接入系数不变时，放大器的 谐振电压增益Av0只决定于回路的总电容C∑和通频带2△f0.7的乘积。电容愈大，通 频带2△f0.7愈宽，则增益Av0愈小。 显然，电容C∑愈大，通频带2△f0.7愈宽，则要求g∑大，亦即gp加大，使得QL/Q0的 比值变大，所以电压增益就愈小。 因此，要想既得到高的增益，又保证足够宽的通频带，除了选用 管外，还应该尽量减小谐振回路的总电容量C∑。
v o p2v 31 Av vi v be p1 yfe v be v 31 1 g jC jL
其中： 2 2 g g p g p p 1 oe1 2 g ie 2 2 2 C C p C p 1 oe1 2 Cie2
2 2 2 1
最大的电压增益： p1 p2 y fe p1 p2 y fe p1 p2 y fe Avo max 2 2 gp gp 2 p1 p2 g oe gie 2 p1 g oe 2 p2 g ie


y fe 2 g oe g ie
3.3.2 功率增益
整个收、发机系统的功率增益是其一项重要性能指标，因此 需要考虑高频小信号放大器的功率增益水平。由于在非谐振点上 计算功率十分复杂，且一般用处不大，故主要讨论谐振时的功率 增益：
yoe g oe1 jCoe1 y g jC ie2 ie2 L
vo p2v 31 Av vi v be
p1 p2 yfe
v 31
p1 yfev be
g jC
1 jL
p1 p2 yfe Av 1 2f g jC g (1 jQL ) jL f0


3.3.2 功率增益
则可得最大功率增益为：
GP 0 max
式中：
yfe
2
4 g ie1g oe1
1 Q (1 L ) 2 Q0
(1
QL 2 Q ) (1 L ) 2 GP 0 max Q0 Q0
称为回路的插入损耗
0C 1 Q 有载Q值 L g 0 Lg 而 Q 1 空载Q值 0 0 Lg p
3.3 单调谐回路谐振放大器
高频小信号放大器的电路分析包括：1. 多级分单级，2. 静态分析，3. 动态分析，4. 整合系统几个基本步骤。
1. 多级分单级
前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级 放大器的负载。
3.3 单调谐回路谐振放大器
1. 多级分单级
前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级 放大器的负载。
3
5
C u L2 31
1
v21
4
yL v 54
-
晶体管集、射回路与振 荡回路之间采用抽头接入， + 接入系数
yie
-
v 21 N 2 p2 v 31 N
3.3 单调谐回路谐振放大器
图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的 原理性电路与等效电路
3.3 单调谐回路谐振放大器
+ +
v21
yie yoe yrevce yfevbe
0.1 )
2
20.1 10 1
0
QL
0
K r 01
2f 0.1 20.1 102 1 >>1 2f 0.7 20.7
不论其Q值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。
3.3.4 级间耦合网络
3.3.2 功率增益
QL QL k1与 有关， 越小，插入损耗越小。 Q0 Q0
Q0 :回路空载Q值，Q0
QL :回路有载Q值，QL
1 g p0 L
1 2 p12 g oe p2 gie g p 0 L


Ap0 max 因此：

A
k1
p 0 max
QL 1 4 g oe gie Q0 y fe
2
2
3.3.3 通频带与选择性
通过分析放大器幅频特性来揭示其通频带与选择性。 p1 p2 yfe p1 p2 yfe Av Av 0 2f g g (1 jQL ) f0
1. 通频带
在0附近：
A 1 如果： v , Av 0 2
Av Av 0
1 2QL f 1 f 0
VCC
Rb1 Tr1 T Tr2
4 yL 5
C
1 L2 3
Rb2
Cb
Re
Ce
3.3 单调谐回路谐振放大器
2. 静态分析
画出直流等效电路， 其简化规则：交流输入信号为零； 所有电容开路；所有电感短路。
VCC Rb1 Tr1 C L2
3
1
Tr2
4 yL 5
Rb1
VCC
T
Rb2
Rb2 Cb Re Ce
Re
1
+
yL
v21
4
v54
-
yie
-
把晶体管集电极回路和负载 折合到振荡回路两端
其中：
g gp p g p g 2 2 C C p C p 1 oe1 2 Cie2
2 1 oe1
2 2 ie 2
+
py oe 1yu fevbe yy
fe be
u31
-
+ u54
2
则
2QL f 0.7 1 f0
故： 2f 0.7
f0 QL
可见ＱＬ越高，则通频带越窄。
3.3.3 通频带与选择性
1. 通频带
2f 0.7 f0 QL
0
QL
0C
g
故： 20.7
p1 p2 yfe Av 0 ; g
0 g 0C C QL g
y fe 较大的晶体
3.3.3 通频带与选择性
2. 选择性（矩形系数）
Av Av 0 1
AV/AVo 1 理想
0 2 1 QL ( ) 0
2

1 1 (QL 2
0.7
0
)2
0.1
2f0.7 2f0.1
实际 f